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Transcription Activator like Effector Nuclease Eine Transcription activator like effector nuclease dt transkriptionsakti

Transcription Activator-like Effector Nuclease

Eine Transcription activator-like effector nuclease (dt. ‚transkriptionsaktivatorartige Effektornuklease‘, TALEN) ist ein künstliches sequenzspezifisches Restriktionsenzym, das auf der Tal-effector-Domäne basiert.

Schema der Verwendung von TALEN

Die Funktionsweise der Domäne wurde 2009 anhand des Effektorproteins AvrBs3 erstmals beschrieben.

Eigenschaften Bearbeiten

Transcription activator-like effector nucleases sind Fusionsproteine aus einer TAL effector-DNA-bindenden Domäne und einer Endonukleasedomäne. Durch die im Zuge eines Proteindesigns eingesetzte DNA-bindende Domäne erfolgt die sequenzspezifische Bindung, durch die Endonuklease ein vergleichsweise wenig sequenzspezifischer Schnitt. TALENs sind neben der CRISPR/Cas-Methode und Zinkfingernukleasen Methoden des Genome Editing.

Die Tal effector-Domäne stammt ursprünglich aus Xanthomonas-Bakterien und besitzt eine konservierte Sequenz von 33 bis 34 Aminosäuren. Die Positionen 12 und 13 sind dagegen variabel (Repeat Variable Diresidue) und sind für die Erkennung von Nukleotiden in DNA verantwortlich. Eine mangelnde Spezifität der Tal effector-Domäne führt zu Doppelstrangbrüchen an anderen DNA-Sequenzen.

Für eine Verwendung in Hefen, pflanzlichen oder tierischen Zellen wird meistens die Endonukleasedomäne von FokI verwendet. Während ursprünglich der Wildtyp von FokI verwendet wurde, sind nachfolgend verschiedene Mutationen zur Verbesserung der Spezifität und Aktivität in FokI eingeführt worden. FokI ist ein dimeres Protein, und die Anzahl an Basenpaaren zwischen der Tal effector-Domäne und den beiden FokI-Untereinheiten wirkt sich auf die Aktivität aus.

Die DNA-Sequenz des entworfenen TALEN-Fusionsproteins wird in ein Plasmid kloniert und anschließend in die Zielzellen transfiziert. Das Gen wird in der Zelle in das Protein übersetzt und durch die enthaltene Signalsequenz in den Zellkern eingeschleust, wo es seine Aktivität entfaltet.

Medizinische Nutzung Bearbeiten

In 2015 wurde eine experimentelle TALEN-basierte Gentherapie dazu genutzt, eine einjährige Patientin von Leukämie zu heilen. Dies war das erste Mal, dass Genome Editing erfolgreich zur Heilung einer akut tödlichen Krankheit eingesetzt wurde.

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

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Eine Transcription activator like effector nuclease dt transkriptionsaktivatorartige Effektornuklease TALEN ist ein kunstliches sequenzspezifisches Restriktionsenzym das auf der Tal effector Domane basiert Schema der Verwendung von TALENDie Funktionsweise der Domane wurde 2009 anhand des Effektorproteins AvrBs3 erstmals beschrieben 1 Inhaltsverzeichnis 1 Eigenschaften 2 Medizinische Nutzung 3 Weblinks 4 EinzelnachweiseEigenschaften BearbeitenTranscription activator like effector nucleases sind Fusionsproteine aus einer TAL effector DNA bindenden Domane und einer Endonukleasedomane Durch die im Zuge eines Proteindesigns eingesetzte DNA bindende Domane erfolgt die sequenzspezifische Bindung durch die Endonuklease ein vergleichsweise wenig sequenzspezifischer Schnitt 2 TALENs sind neben der CRISPR Cas Methode und Zinkfingernukleasen Methoden des Genome Editing Die Tal effector Domane stammt ursprunglich aus Xanthomonas Bakterien und besitzt eine konservierte Sequenz von 33 bis 34 Aminosauren Die Positionen 12 und 13 sind dagegen variabel Repeat Variable Diresidue und sind fur die Erkennung von Nukleotiden in DNA verantwortlich 1 3 Eine mangelnde Spezifitat der Tal effector Domane fuhrt zu Doppelstrangbruchen an anderen DNA Sequenzen 4 Fur eine Verwendung in Hefen pflanzlichen oder tierischen Zellen wird meistens die Endonukleasedomane von FokI verwendet 5 6 7 8 8 9 10 11 Wahrend ursprunglich der Wildtyp von FokI verwendet wurde sind nachfolgend verschiedene Mutationen zur Verbesserung der Spezifitat 12 13 und Aktivitat 14 in FokI eingefuhrt worden FokI ist ein dimeres Protein und die Anzahl an Basenpaaren zwischen der Tal effector Domane und den beiden FokI Untereinheiten wirkt sich auf die Aktivitat aus 9 4 Die DNA Sequenz des entworfenen TALEN Fusionsproteins wird in ein Plasmid kloniert und anschliessend in die Zielzellen transfiziert Das Gen wird in der Zelle in das Protein ubersetzt und durch die enthaltene Signalsequenz in den Zellkern eingeschleust wo es seine Aktivitat entfaltet Medizinische Nutzung BearbeitenIn 2015 wurde eine experimentelle TALEN basierte Gentherapie dazu genutzt eine einjahrige Patientin von Leukamie zu heilen Dies war das erste Mal dass Genome Editing erfolgreich zur Heilung einer akut todlichen Krankheit eingesetzt wurde 15 16 Weblinks BearbeitenE TALEN org Programm zum Entwurf von TALEN TALengineering org TAL effector Technologie www taleffectors com TAL effector KonstrukteEinzelnachweise Bearbeiten a b J Boch H Scholze S Schornack A Landgraf S Hahn S Kay T Lahaye A Nickstadt U Bonas Breaking the code of DNA binding specificity of TAL type III effectors In Science Band 326 Nummer 5959 Dezember 2009 ISSN 1095 9203 S 1509 1512 doi 10 1126 science 1178811 PMID 19933107 Jens Boch TALEs of genome targeting In Nature Biotechnology 29 Jahrgang Nr 2 Februar 2011 S 135 6 doi 10 1038 nbt 1767 PMID 21301438 M J Moscou A J Bogdanove A simple cipher governs DNA recognition by TAL effectors In Science Band 326 Nummer 5959 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von https de wikipedia org w index php title Transcription Activator like Effector Nuclease amp oldid 214609033